民用建筑在电气设计中探寻节能空间

       民用建筑在电气设计中探寻节能空间
电机轻载、空载运行,线缆敷设过长,高耗能的照明产品频频出现……这些生活中习以为常、不被人重视的细节,常常会耗费大量的能源,造成不必要的浪费。为了从源头降低建筑能耗,电气设计师在工程前期,应该精心考虑,为用户提供合理的电气方案;在设备选型时,了解各种产品的性能、选择合适的产品,达到节能的效果。

    运行环节节能空间巨大

  建筑电气中使用的电动机通常与暖通、水道、建筑等其他工种的设备配套使用,由设备制造厂商统一供应。因此,如果想在运行过程中实现节能,除了应用就地补偿电容器,减少线路输送无功引起的有功损耗之外,还应减少电机轻载、空载的运行次数。电机轻载时消耗的电能,并不与负载的下降成正比,此时的运行效率是比较低的。

  另外,还可以在电机中安装变频调速器,当负载下降时,采用变频的方式,自动调节转速,使其与负载的变化相适应。使用这种方式后,能够提高能源的利用率。但是,这种设备的价格偏高,在工程应用中受到一定的限制。

  隐形损耗不容忽视在普通工程中,敷设线缆长度一般达到上万米,大工程的线缆数量更是不计其数,线路上的总有功损耗是相当大的。因此,线路上的能源损耗必须引起设计师的重视。首先,在导线材料选择上,尽量选用电导率较小的材质,例如在负荷较大的一类、二类建筑中采用铜导线,在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。其次,在工程中减小导线长度,线路尽可能走直线;低压线路应不走或少走回头线,减少来回线路上的电能损失。变压器尽量接近负荷中心,减少供电距离。当建筑物每层面积达到1万平方米时,至少要设两个变配电所,减少干线的长度。在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,尽可能减少回头输送电能的支线。再其次,选择合理的导线截面。利用经济电流密度法选择导线截面,对于距离较远的线路,除了满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面外,还可适当加大导线截面,减少线路损耗。蕞后,利用某些季节性负荷的线路,例如将空调负荷与采暖电热负荷等不同的季节性负荷集中在一起,采用同一干线供电,不仅减小了季节性轻载线路的线路损耗,同时也减少了供电干线线路的数量。

    提高系统的功率因数

  由于感抗产生的是滞后的无功,电容器产生的是超前的无功,两者可以相互抵消,因此无功补偿可以提高功率因数,减小无功的需求量。目前,民用建筑设计中,绝大部分项目都是采用变压器低压侧集中补偿的方式。这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输,没有减少低压线路上的无功传输,无法达到节能效果。

  北京市电力局在2000年规定“10千瓦及以上的异步电动机,负荷较稳定的应采用就地补偿。”我国目前生产的自愈式静电电容器的蕞小容量为3kVar,可以使7.5千瓦及其以上的电动机无功获得就地补偿。在民用建筑中,设计师应改变电容器集中安装的做法,实行就地补偿,对容量超过10千瓦的风机、水泵等电动机安装就地补偿装置,空调主机及冷冻泵等负荷设有专用的变配电所,进行集中补偿,若供电距离超过200米时,也应采用就地补偿。如果处理好上述情况,减少自然无功、无功补偿及补偿装置的安装地点,就能达到节能的目的。

  高效照明产品大显身手

  工程中使用的照明产品比较多,该领域存在很大的节能空间。因此,设计师在选择照明产品时,除了要满足照度、光色、显色等指数外,还应当注重产品的节能性能,选择节能高效的产品。

  发光效率很高的金卤灯、三基色荧光灯及稀土金属荧光灯,色温范围广、光色选择性好、显色指数高、颜色失真度小,尤其金卤灯对人的皮肤显色性超强,因此,这种产品除了用于商场展厅的照明外,还可广泛用在车站的候车室、码头的候船室、航空港的候机楼以及舞台的灯光照明等;一般荧光灯及稀土金属荧光灯可用在写字楼、住宅的照明。荧光高压汞灯、自整流高压汞灯、钠灯及三者组合的混光灯常用于生产厂房的照明。白炽灯的优点在于光色好、显色指数高,但是它的缺点也较为明显,环保性不强,节能效果不好,因此这种照明产品一般用于局部艺术照明或防止高频光谱照射的古董字画照明,其他的场合应尽量少用或者不用。

  另外,智能照明控制系统也是实现节能的另一个重要措施。如照明采用成组分片的自动控制开停方式,按照预定场景投入灯具,可在人流变化或照度变化时自动开启或者关闭照明,就能轻易地实现节能效果,如ABB公司的i-bus系统。

  节能和环保是实现可持续发展的关键。民用建筑作为用能大户,在设计阶段就注重节能,这对于节约能源、降低运行费用、促进国民经济发展具有十分重要的意义。作为一个电气专业的工作者,在电气系统的设计、控制设备选型的过程中,应对节能降耗等问题引起足够的重视,在各个环节中充分考虑到节能效果,让建筑在满足使用需要的同时实现能耗利用得蕞小化

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